一种多孔FeO,N共掺杂碳材料的制备及其在酸和碱电解液中的优异氧还原反应催化性能（英文）

作     者：高建 王欣瑶 孟令欣 尹振 马娜 谭小耀 张鹏 

作者机构：分离膜与膜过程国家重点实验室天津市绿色化工过程重点实验室化学工程与技术学院天津工业大学 海安南京大学高新技术研究院 化工与材料学院天津科技大学 环境科学与工程学院天津工业大学 

出 版 物：《新型炭材料(中英文)》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21872104,21776219) 中国博士后科学基金(2018M631746) 研究生创新项目(2022SKY142) 江苏省基础研究计划(BK20201213) 

主　　题：氧还原反应 离子液 多孔碳 电催化 FeO N共掺杂 

摘      要：为替代氧还原反应（ORR）的贵金属催化剂，近年来许多过渡金属和氮掺杂碳复合材料得到了快速的发展，并成为一种极具发展前景的非贵金属催化剂。本文以科琴黑（KB）为前驱体，通过与[Hvim]NO3聚合离子液体（PIL）和Fe（NO3）3充分混合，然后在900°C下煅烧制得一种多孔FeOx, N共掺杂的碳材料，记为FeOx-N/C。由于[Hvim]NO3能与Fe3+离子紧密结合，并且NO3-会在高温下热解造孔，所以FeOx-N/C催化剂在碱性（0.1 M KOH）和酸性（0.5 M H2SO4）电解质中表现出了较高的ORR电催化活性。随后，FeOx-N/C作为阴极催化剂成功组装了一个锌空气电池（ZAB），实验证明其峰值功率密度高达185 mW·cm-2。优异的电催化活性、较宽的pH适用范围和简便的制备方法使得FeOx-N/C成为未来燃料电池和金属-空气电池的理想电催化材料。